کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا

کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا می‌تواند تمامی اشیایی که در زندگی روزمره با آن‌ها سر و کار داریم را از راه دور کنترل کند. فن‌آوری‌های بلاکچین در موقعیت‌های مختلف در بسیاری از زمینه‌ها شامل برنامه‌های IoT مثل ذخیره‌سازی داده‌ها، مدیریت هویت‌ها، حسگرها، مدیریت زنجیره تامین و برنامه‌های کاربردی در زندگی روزمره، مثل مراقبت‌های بهداشتی هوشمند و خانه‌های هوشمند استفاده می‌شوند. اینترنت اشیا (IoT) با استفاده از حسگرها و سایر دستگاه‌ها و زیرساخت‌ها، نحوه عملکرد شرکت‌ها را تغییر می‌دهد.

با افزایش چند برابری دستگاه‌های متصل هر ساله، حجم داده‌های پردازش شده توسط دستگاه‌های اینترنت اشیا بسیار زیاد است. این داده‌ها به صورت زنجیره‌ای ارائه می‌شوند و در معرض حملات مجرمان سایبری قرار می‌گیرند. بلاکچین یک فناوری دفتر کل توزیع شده است که با اینترنت اشیا ترکیب می‌شود تا تراکنش‌های ماشین به ماشین را ممکن کند.

بلاکچین از مجموعه‌ای از تراکنش‌ها استفاده می‌کند که در یک پایگاه داده ثبت شده، توسط منابع متعدد تایید شده و در یک دفتر کل مشترک توزیع شده در هر گره وارد می‌شوند. ترکیب اینترنت اشیا و بلاکچین مزایای بالقوه مختلفی را ارائه می‌دهد و به یک دستگاه هوشمند اجازه می‌دهد، بدون نیاز به یک مرجع متمرکز به طور مستقل عمل کند. همچنین می‌تواند نحوه ارتباط دستگاه‌ها با یکدیگر را ردیابی کند. در حالی که بلاکچین و اینترنت اشیا هر کدام قدرتمند هستند، ترکیب این دو فناوری می‌تواند، به‌طور باورنکردنی توسط شرکت‌ها مورد استفاده قرار گیرد. بازار ترکیبی بلاکچین و اینترنت اشیا تا سال ۲۰۲۶ به ۲۵۴.۳۱ میلیارد دلار خواهد رسید.

کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا

اینترنت اشیا (IoT) مجموعه انبوهی از دستگاه‌های فعال شبکه، به استثنای رایانه‌های سنتی مثل لپ‌تاپ و سرور است. انواع اتصالات شبکه می‌تواند شامل اتصالات Wi-Fi، اتصالات بلوتوث و ارتباطات میدانی نزدیک (NFC) باشد. اینترنت اشیا شامل دستگاه‌هایی مثل لوازم هوشمند، یخچال‌ها و ترموستات‌ها می‌شود. سیستم‌های امنیتی خانه، لوازم جانبی کامپیوتر، مثل وب کم و چاپگر؛ فناوری پوشیدنی، مثل Apple Watches و Fitbits؛ روترها و دستگاه‌های بلندگوی هوشمند مثل Amazon Echo و Google Home همگی شامل اینترنت اشیا می‌شوند.

اینترنت اشیا چگونه کار می کند؟

دستگاه‌هایی که از پروتکل اینترنت (IP) استفاده می‌کنند، همان پروتکلی است که رایانه‌ها را در شبکه جهانی وب شناسایی می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد، تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. هدف پشت اینترنت اشیا این است که دستگاه‌هایی داشته باشیم که در زمان واقعی گزارش دهند، کارایی را بهبود ببخشند و اطلاعات مهم را سریع‌تر از یک سیستم انسانی به نمایش بگذارند.

مزایای اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا نوید تغییر طیف وسیعی از زمینه‌ها را می‌دهد. برای مثال، در پزشکی، دستگاه‌های متصل به متخصصان پزشکی کمک می‌کنند تا بیماران را در داخل و خارج از بیمارستان نظارت کنند. سپس رایانه‌ها داده‌ها را برای کمک به پزشکان در تنظیم درمان‌ و بهبود نتایج بیمار ارزیابی می‌کنند. انواع اتصالات شبکه شامل اتصالات Wi-Fi، اتصالات بلوتوث و ارتباطات میدان نزدیک (NFC) می‌باشد. اینترنت اشیا در حال تغییر طیف وسیعی از زمینه‌ها، از پزشکی گرفته تا برنامه‌ریزی شهری و جمع‌آوری داده‌های مصرف کننده است.

یکی دیگر از زمینه‌هایی که در حال تغییر است، برنامه‌ریزی شهری است. برای مثال، وقتی که حسگرهایی که دارای آدرس IP هستند، در زیر یک خیابان شلوغ قرار می‌گیرند؛ مقامات شهری می‌توانند به رانندگان در مورد تاخیر یا تصادفات آینده هشدار دهند. در همین حال، سطل‌های زباله هوشمند می‌توانند پس از پر شدن شهرداری را مطلع کنند و در نتیجه مسیرهای جمع‌آوری زباله را بهینه می‌کنند.

کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا

کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا به سه ویژگی اساسی فناوری بلاکچین در قالب یک ساختار داده بستگی دارد. سه ویژگی اساسی فناوری بلاکچین که می‌تواند برای موارد استفاده از اینترنت اشیا مفید باشد؛ عبارتند از: توزیع – عدم تمرکز – تغییرناپذیری

با توزیع و ویژگی‌های غیرمتمرکز زنجیره بلوکی، ذخیره‌سازی کلان داده فوق‌العاده گران است. بنابراین، جایگزین مطلوب در این مورد، ذخیره داده‌ها در یک مخزن مرکزی خواهد بود. در همان زمان، گزارش‌های دسترسی به داده‌ها در یک شبکه بلاکچین قرار می‌گیرند. در نتیجه، کاربران می‌توانند یک ساختار داده تغییرناپذیر با انعطاف‌پذیری شناسایی هویت افرادی که به داده‌ها دسترسی دارند و زمان رویداد را دریافت کنند.

نقش بلاکچین در اینترنت اشیا

این بخش نقش مهمی را که بلاکچین در تقویت دامنه برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا ایفا می‌کند، شامل ارائه مقیاس‌پذیری بالا، حفظ حریم خصوصی کامل داده‌ها، اطمینان از قابلیت همکاری و هماهنگ‌سازی دستگاه‌های متصل، مورد بحث قرار می‌دهد. در ادامه این مقاله به نقش‌های مهم کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا می‌پردازیم:

ارائه مقیاس پذیری بالا

در تنظیمات اینترنت اشیا، میلیون‌ها دستگاه وارد شبکه‌های اینترنت اشیا می‌شوند. در نتیجه، شبکه‌ها بسیار کند و پرهزینه می‌شوند. این تاخیر به این دلیل اتفاق می‌افتد که میلیاردها ریز تراکنش بین دستگاه‌های متصل باید تایید و احراز هویت شوند. نبود مقیاس‌پذیری به معنای تاخیرهای بزرگ در تایید تراکنش‌ها است. بلاکچین شامل یک مکانیسم اجماع سریع برای ارائه مقیاس‌پذیری بالا است. انتقال از یک شبکه متمرکز به یک شبکه توزیع شده P2P، خرابی‌ها و محدودیت‌های مرکزی را از بین می‌برد.

همچنین به جلوگیری از سناریوهایی که در آن چند شرکت تجاری بر پردازش و ذخیره‌سازی تعداد زیادی از اطلاعات افراد نظارت دارند، کمک خواهد کرد. از دیگر مزایای عدم تمرکز معماری به افزایش مقیاس‌پذیری سیستم و تحمل خطا است. این به بهبود مقیاس‌پذیری اینترنت اشیا کمک می‌کند.

حفظ حریم خصوصی کامل داده‌ها

بلاکچین حریم خصوصی داده‌ها را با رویکردهای مختلف حفظ می‌کند؛ مثل استفاده از نام مستعار برای جلوگیری از پیوند دادن تراکنش‌ها به هویت‌های واقعی. کاربران اینترنت اشیا کاملا ناشناس نیستند؛ چون کاربران پشت همه این نام‌های مستعار را می‌توان ردیابی و پیوند داد. به‌ویژه هنگام مدیریت تراکنش‌های چند ورودی با چندین آدرس از حساب‌های مختلف یک کاربر. بلاکچین‌های عمومی که از اکثر ارزهای دیجیتال پشتیبانی می‌کنند، به هر کاربر اینترنت اشیا در هر مکانی اجازه می‌دهند تا بر اساس اجرای مکانیسم‌های اجماع به سیستم بپیوندند.

بلاکچین‌های خصوصی یا از یک رویکرد خودکار پیروی می‌کنند یا از یک دروازه‌بان برای کنترل دسترسی به شبکه اینترنت اشیا و سطوح تراکنش استفاده می‌کنند. بلاکچین به کاربر سیستم امکان می‌دهد تا داده‌های مهم را در زمان واقعی به اشتراک بگذارد؛ در حالی که کانال ارتباطی را از جعل و سرقت پنهان می‌کند. هر تراکنش مبتنی بر بلاکچین، هش مربوطه را حفظ می‌کند. وقتی که یک مهاجم سعی می‌کند سوابق ذخیره شده در بلاکچین را اصلاح کند، اصلاح هش هر بلوک بعدی مورد نیاز است که دستیابی به آن غیرممکن است.

تکنیک‌های حفظ حریم خصوصی در بلاکچین از ناشناس بودن در تراکنش‌ها پشتیبانی می‌کند و حریم خصوصی را کنترل می‌کند. مهم‌ترین فناوری‌ها و راه‌حل‌های رمزنگاری برای امنیت حریم خصوصی در بلاکچین شامل محاسبات چند جانبه ایمن، بررسی‌های صفر اطلاعات، طرح‌های تعهد، امضای حلقه و پنهان‌سازی همومورفیک است.

ارکستراسیون دستگاه‌های متصل اینترنت اشیا

بلاکچین مدیریت زیرساخت اینترنت اشیا و قراردادهای هوشمند را در یک محیط مشخص هماهنگ می‌کند. قراردادهای هوشمند مسئول تعریف تصمیمات بلاکچین مربوط به سیستم‌های اینترنت اشیا هستند. بلاکچین هماهنگی تمامی عملیات اینترنت اشیا، از جمله مدیریت دسترسی به و از دستگاه‌های هوشمند، توسعه و پردازش داده‌ها، موقعیت‌یابی پویا و تغییرات کانتینر مثل دستگاه‌های نرم افزاری را تسهیل می‌کند.

هماهنگ‌سازی فعالیت‌های دستگاه‌های اینترنت اشیا با نگرانی‌های امنیتی و اعتمادی متفاوتی همراه است؛ مثل ثبت هویت همه نهادهای اینترنت اشیا در سیستم، ثبت منشا داده‌های دستگاه‌ها و سایر نهادهایی که وارد سیستم اینترنت اشیا می‌شوند و ثبت پردازش.

تضمین قابلیت همکاری

قابلیت همکاری بین دو یا چند سیستم یا دستگاه IoT متفاوت برای ارتباط و تبادل اطلاعات مربوط می‌شود. یک سیستم اینترنت اشیا مبتنی بر بلاکچین، قابلیت همکاری را با امکان برقراری ارتباط آسان زنجیره‌های بلوکی با یکدیگر اجرا می‌کند. این یکپارچگی با سیستم‌های موجود را با شروع تراکنش‌ها در شبکه‌های دیگر، انجام تراکنش‌ها با زنجیره‌های دیگر و یکپارچه‌سازی برنامه‌ها در همان زنجیره تضمین می‌کند.

ارتباطات زنجیره‌ای متقابل داده‌ها را از طریق دو رویکرد اصلی، از جمله مبادله‌های اتمی و تایید صحت پرداخت ساده‌شده (SPV) بایگانی می‌کند. سوآپ‌های اتمی به کاربران اینترنت اشیا اجازه می‌دهد تا ارز دیجیتال مشابه را مستقیما در تراکنش‌های P2P معامله کنند. این رویکرد به دو نهاد اجازه می‌دهد تا تراکنش‌ها را در میان زنجیره‌ها هماهنگ کنند؛ اگرچه شکل واقعی ارتباط زنجیره‌ای در نظر گرفته نمی‌شود. SPV‌های بدون تابعیت به یک قرارداد هوشمند اجازه می‌دهد تا زیرمجموعه‌ای از تاریخچه تراکنش‌ها را تایید کند.

شرکت های بلاکچینی حوزه اینترنت اشیا

شرکت‌ها اینترنت اشیا را با فناوری بلاکچین ترکیب می‌کنند تا جهان را به مکانی بهتر تبدیل کنند. در واقع با پیشرفت تکنولوژی اینترنت اشیا دسترسی به اشیا را برای ما به ارمغان می‌آورد و این می‌تواند کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا را به بیشترین میزان خودش برساند. لذا بسیاری از شرکت‌ها در این زمینه فعالیت‌هایی را آغاز کرده‌اند؛ که در ادامه به معرفی چند مورد از آن‌ها می‌پردازیم:

Helium

هلیوم یک شبکه ماشینی غیرمتمرکز است. این شرکت از بلاکچین برای اتصال دستگاه‌های اینترنت اشیا کم مصرف (مثل روترها و ریزتراشه‌ها) به اینترنت استفاده می‌کند. زیرساخت اینترنت بی‌سیم مبتنی بر بلاکچین هلیوم از فناوری رادیویی برای تقویت اتصال به اینترنت و کاهش شدید قدرت مورد نیاز برای راه‌اندازی ماشین‌های هوشمند استفاده می‌کند. هلیوم از آن دسته پروژه‌هایی است که با کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا همپوشانی دارد و پیشرفت آن باعث افزایش میزان استفاده از اینترنت اشیا خواهد شد.

IOTA

IOTA شبکه خود را که به نام Tangle شناخته می‌شود، ستون فقرات اینترنت اشیا با فناوری دفتر کل توزیع شده برای داده‌های ضد دستکاری، تراکنش‌های خرد بی‌احساس و نیاز به منابع کم در نظر می‌گیرد. بازار صنعت IOTA همچنین از اینترنت اشیا صنعتی با تجارت خودکار داده‌ها، کالاها و خدمات پشتیبانی می‌کند. سایر صنایع که دفتر کل توزیع شده شرکت می‌تواند راه حل‌هایی برای آن‌ها ارائه دهد، شامل تجارت جهانی و زنجیره تامین و گمرک و مدیریت مرز می‌باشد.

IoTeX

IoTeX یک پلتفرم مبتنی بر بلاکچین ایجاد کرده است که داده‌ها و دستگاه‌های هوشمند را به بلاکچین dApps متصل می‌کند. محصول این شرکت Ucam اولین دوربین امنیتی خانه بلاکچین است که زنجیره بلوکی و اینترنت اشیا را با هم ترکیب می‌کند تا اطمینان حاصل کند که کاربران به فیلم‌های ضبط‌شده در داخل و اطراف خانه‌هایشان دسترسی ایمن دارند. همچنین Pebble وجود دارد که یک پلتفرم نمونه‌سازی ایمن، با باتری و سلولی IoT است که برای برنامه‌های کاربردی مبتنی بر بلاکچین طراحی شده است. برای ردیابی دارایی‌های تلفن همراه، اتوماسیون فرآیند و…

Rizon

بلاکچین RIZON یک مرکز ارز دیجیتال و دارایی است که از موتور Tendermint و پروتکل ارتباط بین بلاکچینی Cosmos استفاده می‌کند. خدمات Rizon شامل پشتیبانی از تجارت اینترنتی اشیا، ارائه ویژگی‌هایی مثل تبادل فوری دارایی و مقیاس‌پذیری افقی است. این شرکت در بررسی اجمالی خود در سال ۲۰۲۲ توضیح داد که بلاکچین خود را به منظور فعال کردن قابلیت همکاری بین شبکه‌های بلاکچین مستقل و ایجاد محیطی برای این شبکه‌ها برای استفاده از استخر وسیعی از نقدینگی فراهم می‌کند.

Grid+

Grid+ در ساخت سخت‌افزار برای ارزهای دیجیتال و دارایی‌های دیجیتال تخصص دارد. این شرکت GridPlus Lattice1 و SafeCard خود را به‌عنوان کیف‌پول‌های سخت‌افزاری فوق‌ ایمن در نظر می‌گیرد که به افراد اجازه می‌دهد از رمزنگاری با در نظر گرفتن ایمنی و سهولت استفاده استفاده کنند. با Lattice1، کاربران می‌توانند به امضای قابل خواندن برای قراردادهای هوشمند دسترسی داشته باشند و یک آنتن Zigbee به آن اجازه می‌دهد به سایر اینترنت اشیا و دستگاه‌های هوشمند متصل شود. برای کسب اطلاعات بیشتر به سایت gridplus.io مراجعه کنید.

کلام آخر کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا

این مقاله، کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا، مسائل و چالش‌های امنیتی و حریم خصوصی را برای پشتیبانی از ادغام فناوری بلاکچین با اینترنت اشیا بررسی می‌کند. بیشتر سیستم‌های اینترنت اشیا با مسائل امنیتی و حریم خصوصی مثل حملات سایبری مواجه هستند. از این رو، فناوری‌های بلاکچین، پروتکل‌ها و ویژگی‌هایی مثل دفتر کل توزیع‌شده، قراردادهای هوشمند، تمرکززدایی، امنیت و حریم خصوصی را که مشکلات اینترنت اشیا را ادغام و حل می‌کنند، بررسی کردیم.

بلاکچین یک فناوری حیاتی در کاربردهای اینترنت اشیا خواهد بود. نوآوری‌ها در فناوری بلاکچین و استقرار آن‌ها در برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا برای افزایش کیفیت زندگی، موضوعات رایج در جوامع تحقیقاتی امروزی است. با این وجود، چندین مشکل و محدودیت‌های ضروری وجود دارد که باید قبل از استفاده از رویکرد بلاکچین در برنامه‌های اینترنت اشیا بررسی و برطرف شوند. در نهایت اهمیت کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا به وضوح مشخص است و آینده زندگی ما در گروی کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا خواهد بود.

سوالات متداول کاربرد بلاکچین در اینترنت اشیا